本文围绕锂离子电池展开工作,首先以磷酸钒锂正极材料为基础进行电极材料的合成、改性和中试,以及全电池设计与制作研究。然后进行商用动力电池电化学与安全性研究,最后围绕富锂锰基正极材料研究电池失效机理。主要取得了以下几方面的研究成果:分别采用原位聚合溶胶凝胶法、锂化法和球磨微波法合成磷酸钒锂。以原位聚合溶胶凝胶法合成的磷酸钒锂粒径在30-100nm之间,电导率为1.0×10^-5S cm^-1,锂离子扩散系数大约为10^-7 cm2 s-1,50C倍率下放电比容量达到其理论比容量的77.52%。由于轻金属锂的存在,磷酸钒锂高温烧结时颗粒粒径会增大。为了避免该现象,本文选用锂化法先合成磷酸钒,然后锂化制备磷酸钒锂,该方法合成的磷酸钒锂粒径⁵0nm,比容量130 mAh/g。此外,为了节约能耗,本文使用微波短时间辐射代替高温长时间烧结来合成磷酸钒锂,大大节约能源资源。磷酸钒锂改性研究。首次使用壳聚糖为碳源合成的碳包覆磷酸钒锂50C放电倍率下比容量为91.14mAh g^-1;首次使用卟啉为碳源合成碳包覆磷酸钒锂,卟啉用量能够明显改变材料形貌和性能;首次研究了不同维度无机碳原位合成的碳包覆磷酸钒锂的性能。进行磷酸钒锂的锂位大量钠掺杂研究,合成混相Li₂NaV₂（PO₄）₃（31.6%的菱形结构Na3V₂（PO₄）₃,60.9%菱形结构Li₃V₂（PO₄）₃和7.5%单斜结构Li₃V₂（PO₄）₃）,该材料在3.7V处平台容量为该材料总容量的92.2%;另外,本文进行了磷酸钒锂钒位微量镍掺杂研究,当镍掺杂量为0.04时合成的磷酸钒锂电子导电性和锂离子扩散系数得到改善,其倍率性能得到明显提升。磷酸钒锂中试化制备及全电池研究。首次以磷酸钒锂为负极,组装200mAh卷绕LVP//LVP体系对称全电池并系统分析该全电池反应机理;首次以商用石墨为负极,组装成300mAh卷绕LVP//Graphite体系全电池。研究了充电截止电压对电池性能的影响;首次以商用化钛酸锂为负极,组装了LVP//LTO全电池,并且研究了该体系电池的电化学特性。以1380120-8Ah叠片式LFP//Graphite动力电池为基础,研究了动力电池的倍率性能、高低温性能和安全性能。以富锂锰基材料为基础,进行HPPC、GITT、充放电以及动力学参数测试,并对电池失效机理进行研究。